Síntese, caracterização e avaliação do potencial antitumoral de novos complexos metálicos contendo ligantes imínicos

Abstract

Destacando o tratamento do câncer por meio da quimioterapia, tem-se, em 50% dos casos, metalofármacos à base de platina(II). Contudo, uma vez que essas espécies apresentam o DNA como principal alvo biológico, o baixo índice de seletividade e os consequentes efeitos colaterais se mostram uma limitação. Ademais, a resistência intrínseca e/ou adquirida de células tumorais também corresponde a um entrave para a sua utilização. Neste contexto, ligantes quelantes são empregados a fim de diminuir a cinética de troca de ligantes em complexos contendo centros metálicos lábeis, como paládio(II) e prata(I). Além disso, a própria complexação de espécies bioativas pode ser uma estratégia promissora no desenvolvimento de novos potenciais agentes antitumorais. Face ao exposto, neste trabalho, foram sintetizados novos complexos de Ag(I) de fórmula geral [Ag(phen)(R-cTSC)]NO3, sendo R-cTSC =tiossemicarbazona derivada do cinamaldeído, R = H, metil, fenil (Ag1-Ag3). Além disso, sintetizou-se também compostos inéditos de Pd(II), sendo a primeira série de compostos referente à fórmula geral [PdCl(mTdmPz)(PPh3-R)], na qual mtdmPz = N,3,5-trimetil-1H-pirazol-1-carbotioamida e R = metil, flúor, metóxi (P1-Pd3); além do composto [PdCl(L4)(PPh3)] (Pd4), no qual L4 = 5-hidroxi-3,5-dimetil-N-(4-nitrofenil)-4,5-dihidro-1H-pirazol-1-carbotioamida. Todos os compostos tiveram suas respectivas estruturas elucidadas por diversas técnicas, e.g. infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear (RMN), espectrometria de massas com ionização por electrospray (ESI-MS), análise elementar (%CHN), condutividade molar (ΛM) e difração de raios-X de monocristal (DRX). A avaliação do potencial citotóxico das espécies foi avaliada in vitro contra linhagens celulares humanas de ovário (A2780, A2780cis), pulmão (A549, MRC-5) e mama (MCF-7, MDA-MB-231, MCF-10A). Posteriormente, análises de interação com biomoléculas foram conduzidas a fim de avaliar possíveis alvos biológicos no organismo. Pd1 e Pd4 demonstraram interação frente à albumina do soro humano (HSA) com diferentes mecanismos de supressão da fluorescência, sendo dinâmico e estático, respectivamente; resultado refletivo no valor de constante de ligação (Kb) estabelecidos com a proteína, equivalendo, na mesma ordem, a 10^(4) mol L-1 e 10^(6) mol L-1). Estudos adicionais de competição com as sondas varfarina (VAR) e ibuprofeno (Ibu) indicam possível interação de Pd1 no sítio I de Sudlow. Em adição, acredita-se que as catepsinas B e L possam não ser responsáveis pelos valores obtidos de viabilidade celular para Pd1-Pd3, uma vez que os valores de concentração inibitória a 50% (IC50) obtidos não corroboram com as faixas determinadas frente a células tumorais. Por fim, visto o potencial do composto previamente sintetizado por Lazzarini, A. B. 1 de fórmula [Ag(Et-cTSC)(phen)]NO3.H2O (Ag4), avaliou-se inibição da topoisomerase II α (TOP2A) a partir de concentrações superiores a 1 µM. Estudos in silico indicam possível interação entre o fragmento 1,10-fenantrolina do complexo à base de prata(I) e o bolsão hidrofóbico da região Nterminal da enzima.

Among all the different types of treatment of cancer, chemotherapy stands out as one of the most extensively utilized approaches. In 50% of the cases, platinum(II)-based metallodrugs are employed. However, it is observed that these compounds, which have DNA as their main biological target, show limitations, since they present not only a low level of selectivity but also significant side effects for the patient as a consequence. Furthermore, the intrinsic and/or acquired resistance of tumour cells also represents an obstacle to the use of such compounds. In this context, chelating ligands are adopted in order to reduce the ligand-exchange kinetics of labile species, e.g. palladium(II) and silver(I). Moreover, the complexation of bioactive species itself can be a promising strategy for the development of new promising antineoplastic agents. Herein, we synthesized new Ag(I) complexes of general formulae [Ag(phen)(RcTSC)]NO3, in which R-cTSC = cinnamaldehyde derived thiosemicarbazone, R = H, methyl, phenyl (Ag1-Ag3). In addition, novel Pd(II) species were divided into two categories: (i) compounds of general formulae [PdCl(mTdmPz)(PPh3-R)], in which mtdmPz = N,3,5-trimethyl-1H-pyrazole-1-carbothioamide e R = methyl, fluorine, methoxy (P1-Pd3); (ii) compound Pd4 of formulae [PdCl(L4)(PPh3)], in which L4 = 5-hidroxy-3,5-dimethyl-N-(4-nitrophenyl)-4,5-dihidro-1H-pyrazole-1-carbothioamide. All the molecules were characterized with techniques such as infrared, nuclear magnetic resonance, electrospray ionization mass spectrometry, elemental analysis, molar conductivity, and single crystal X-ray diffraction. The evaluation of the cytotoxic profile of the compounds was conducted in vitro towards human cell lines of ovarian (A2780, A2780cis), lung (A549, MRC-5), and breast (MCF-7, MDA-MB-231, MCF-10A). Interaction studies with biomolecules were also carried out. Pd1 and Pd4 demonstrated different affinities with human serum albumin (HSA). In the first case, Pd1 displaces HSA in a dynamic quenching mechanism with magnitude of 10^(4) mol L-1, whilst Pd4 interacts with the protein in a static quenching mechanism with magnitude of 10^(6) mol L-1. Competitive binding assays were performed using warfarin (VAR) and ibuprofen (Ibu) as HSA probes. It showed that Pd1 binds preferentially via Sudlow site I. Furthermore, we suggest that cathepsins B and L could not be responsible for the obtained cytotoxic results of Pd1-Pd3, due to the fact that the inhibitory activity was not proportional with the cell viability data obtained. Finally, owing to the potential of the previously synthesized compound described by Lazzarini, A. B. 1 of formulae [Ag(Et-cTSC)(phen)]NO3.H2O (Ag4), here we report the inhibition of the silver(I) complex against topoisomerase II α (TOP2A) at > 1 µM. In silico studies suggest possible interaction between the 1,10-phenanthroline group of Ag4 and the hydrophobic pocket of the enzyme (TOP2A), located in N-terminal strap.